3D打印原理及其优劣势解析

这些年来，3D打印已引起普遍关注，它在推动中国制造业企业未来发展发挥了重要作用，同时它也是一项集机械、计算机、数控和材料于一体的先进制造技术，下面，让我们一起来看看它的信息。

原理：

该技术的基本原理是依据三维实体零件经切片处理得到的二维截面数据，以点、线或面作为基本单元做好逐层堆积制造，最后得到实体零件或原型。

优势：

只需将CAD设计导出为STL文件格式，传输到3D打印机，就能一次成型。一些传统机加工没法加工的复杂曲面或异形结构，3D打印机都能够完成，而且不需要考虑到夹具及其专业的编程和值守人员。需要注意的一点是，高复杂度、多样化物件的生产将不会增加成本其实，3D打印设备制造一个形状复杂的物件与打印一个简易的方块消耗成本是一样的。

劣势：

3D打印的其中一个拦路虎，便是所需材料的受限。尽管高端工业印刷能够完成塑料、一些金属或是陶瓷打印，但一些材料都是比稀高昂和稀缺。现阶段的3D打印技术在重造物件的几何形状和机能上现已做到了一定水平，可是受限于材料、打印设备等的因素的制约，3D打印在精度、速度等方面也有待更进一步提高。

设备：

现阶段市面上出现的3D打印设备主要是包含工业级3D打印机和桌面级3D打印机两大类。工业级3D打印机通常用作大规模生产，顾客大多数聚集在造型厂商、大型企业、制造分包商等人群；桌面级3D打印机市场则更聚集在教育、制造、简易模型生产等领域，顾客主要是中小学、创客、设计人士等。3D打印机的整个系统是集机械、控制及计算机技术等为一体的机电一体化系统。它的系统主要是由X－Y－Z运动系统、数控模块、喷头结构、成型环境模块等组成。

应用：

3D打印的应用领域现已包含医疗、船舶、交通、玩具、汽车、航天航空、土木工程、制衣制鞋等众多领域。比如，现阶段，3D打印技术在铁路领域的应用主要是聚集在对轨道车辆零部件的生产制造方面。运用3D打印技术生产储备零部件时，选用选择性激光溶化、选择性激光烧结等附加技术，根据这些附加技术把感光板上的细小部件相互连接，组成现有形状的3D图。

市场规模

据《WohlersReport2020》数据，2019年，全球3D打印产业结构中，来源于增材制造产品的收入是50．43亿美元，同比增长了22．3％。来源于增材制造服务的收入可能是68．23亿美元，同比增长了20．3％。伴随着柔性化制造、精细化制造需求的日益迫切，3D打印产业的市场规模将更进一步扩张。

发展趋势：

有分析人士认为，接下来3D打印产业发展将呈现出下列几个趋势：其一，中国3D打印产业规模和产值持续提升，将加速进到新的发展阶段；其二，工业级3D打印成市场核心方向，设备销售量呈快速上涨趋势。其三，传统制造企业将强势进到3D打印设备和材料领域，业内竞争日趋激烈。其四，航空航天、医疗器械领域将变成3D打印产业发展的重要领域。

结语：

为促进3D打印产业的发展，接下来，有关部门应重视增强技术储备、创建技术标准、培育专业人才，加快高性能3D打印材料的研发与产业化，促进其与传统制造技术结合。作为具有很大代表性的一种前沿科技，3D打印产品、技术、系统等发展状况，正备受国内外投资者的关注，很多企业也是将其视作了实现数字化、智能化制造的重要工具。憧憬未来，3D打印产业的发展前景确实让人期待！

审核编辑 黄昊宇